关于大都工程运用来说，挑选适宜的测验东西将对测验成果发生很大的影响。本文将协助读者正确的挑选加速度传感器。让咱们从传感器的分类和原理开端。
根本的加速度传感器类型
总的来说有两类加速度传感器：沟通呼应加速度传感器直流呼应加速度传感器
作为沟通呼应的加速度传感器，正如它的称号，它的输出是沟通耦合的。此类传感器不能用来测验静态的加速度，比方重力加速度和离心加速度。他们仅合适丈量动态事情。而直流呼应的加速度传感器，具有直流耦合输出，能够呼应低至0赫兹的加速度信号。因此直流呼应的加速度传感器合适一起测验静态和动态的加速度。并不是只需需求测验静态加速度时才挑选直流呼应的加速度传感器。
加速度，速度，位移
许多关于振荡的研讨需求获取加速度，速度和位移的信息，这些是工程师们规划和验证结构时所需求的重要信息。一般说来，加速度供给了很好的参阅，而速度和位移却是核算时所需的变量。为了从加速度核算出速度和位移，从传感器输出的加速度信号会经过数字或模仿的方式别离做一次和二次积分。这就或许导致了沟通耦合的传感器会发生问题。为了演示这个问题，想象选用沟通传感器丈量一个宽脉冲半正弦波信号。因为固有的沟通RC时间常数的约束，传感器的输出不能很好跟输入脉冲符合。相同的原因，在脉冲的完毕点，传感器输出将发生一个负向零点偏移。
这个看似细小的幅度上的差异在积分之后将发生严重的差错1。直流呼应的加速度传感器却没有这样的问题，因为其输出能够精确的跟从缓慢改动的输入。在实践的日常运用中，输入信号或许不是单纯的半正弦脉冲，可是用沟通耦合的传感器测验任何缓慢改动的信号时这样的问题一直会存在。
现在咱们看看各种常用的加速度传感器技能。
沟通呼应加速度传感器
最常用的沟通呼应加速度传感器是选用压电元件作为其灵敏单元的。当有加速度输入时，传感器中的检测质量块“移动”使压电元件发生正比于输入加速度的电荷信号。从电学角看，压电元件好像一个有源的电容器，其内阻在10×9欧姆等级。由内阻和电容决议了RC时间常数，这也决议了传感器的高频经过特性。因为这个原因，压电加速度传感器不能用于丈量静态事情。压电元件可来自于自然界或人工。它们有不同的信号转化功率和线性。商场上有两类压电加速度传感器－电荷输出型，电压输出型。
电荷输出型加速度传感器
首要的压电加速度传感器选用锆钛酸盐陶瓷，具有很宽的作业温度规模，宽的动态量程，宽的频率规模（可用频率》10kHz）。电荷输出型加速度传感器把压电陶瓷封装在具有气密性的金属外壳中。因为具有反抗严格环境的才能，其具有非常好的耐久性。因为其具有很高的阻抗，该传感器需求合作电荷放大器和低噪声屏蔽电缆运用，最好是同轴电缆。低噪声电缆是指其具有低的冲突电噪声2，这是一种运动发生的来自电缆自身的噪声。许多传感器厂家一起供给这种低噪声电缆。电荷放大器和电荷输出型加速度传感器衔接，然后能够消除电缆电容和传感器电容并联带来的影响。合作先进的电荷放大器，电荷输出型加速度传感器很简单完成宽的动态呼应（》0dB）。因为压电陶瓷的作业温度规模很宽，有些传感器能够用于-200°C到+400°C，乃至更宽温度的环境。它们特别合适极限温度下的振荡测验，如涡轮引擎的监测。
电压输出型加速度传感器
另一种压电加速度传感器输出电压信号而不是电荷信号。这种传感器的内部包括了电荷放大器。电压形式的传感器有3线式（信号，地，电源）和2线式（信号/电源，地）。2线式又被称为集成电路式压电传感器（IEPE）。因为能够便利的选用同轴线（2线，芯线和屏蔽线）衔接，IEPE非常盛行。该形式下，沟通信号叠加在直流电源上。在输出端串联一个耦合电容能够去掉传感器的直流偏置电压，然后仅取得传感器信号输出。许多现代仪器供给IEPE/ICP3输入接口，然后能够和IEPE传感器直接衔接。假如IEPE供电接口不可用，需求一个带有恒流源的信号放大器和IEPE传感器一期运用。3线式传感器则需求一根独自的直流电源线供电。
与电荷输出型加速度传感器不同的是，除了压电陶瓷元件，电压输出型加速度传感器包括一个微型电路，电路的作业温度规模约束了传感器的全体作业温度规模，一般不超越5°C。也有一些规划进步到了175°C，但其在其它功用方面会有所下降。
可用动态规模－因为压电陶瓷元件具有极宽的动态规模，电荷输出型加速度传感器在量程界说上显得非常灵敏，因为其满量程能够经过长途的电荷放大器由用户自在调理。而电压输出型加速度传感器具有既定的满量程，其决议于内部的电荷放大器，一旦由工厂出产出来，将不再能改动。
压电加速度传感器能够制成很小的封装，因此合适做轻结构的动态测验。
直流呼应加速度传感器
两种技能常常被用来制造直流呼应加速度传感器：电容型压阻型
电容型
电容型（随加速度改动，由检测质量块引起电容改动）加速度传感器在当今是最通用的。在某些范畴无可代替，如安全气囊，手机移动设备等。高的产值使得该类传感器本钱低价。可是这种低本钱的传感器受制于较低的信噪比，有限的动态规模。一切的电容型加速度传感器都具有内部时钟，该时钟（~500kHz）是检测电路必不可少的部分，因为走漏常常会对输出信号发生搅扰。这种噪声的频率远高于丈量信号的频率，一般不会对丈量成果形成影响，可是它一直和测验信号叠加在一起。因为内置了放大器芯片，其一般具有3线（或4线差分输出）接口。只需有直流供电便能作业。
电容型加速度传感器的作业带宽一般约束在几百Hz，部分原因是其具有大的内部结构和重的空气阻尼。电容型加速度传感器合适丈量低量程的加速度，其上限一般在100g以内。除了这些约束，现代的电容型加速度传感器，特别是仪用等级的器材，具有很好的线性和高的稳定性。
电容型加速度传感器一般合适板载测验，本钱低是一个原因。关于低频运动测验，加速度一般也低，它们是一个抱负的挑选。例如土木工程中的振荡测验。
压阻型
压阻型加速度传感器是另一种广泛运用的直流呼应加速度传感器。不同于电容型加速度传感器经过电容的改动丈量加速度，压阻型加速度传感器经过应变电阻值的改动输出加速度信号，应变电阻是传感器惯性感应体系的一部分。许多工程师了解应变片，并知道怎么丈量其输出。大大都的压阻型传感器对温度改动灵敏，因此需求对其输出信号在传感器内部或外部做温度补偿。现代压阻型加速度传感器包括一个专用集成电路做在板信号处理，也包括温度补偿。
压阻型加速度传感器的作业频率可达5000Hz。许多压阻型加速度传感器要么选用空气阻尼（MEMS型），要么选用液体阻尼（张贴应变片型）。阻尼特性是挑选传感器的一个重要因素。某些运用下，输入的机械振荡包括高频成份（或激起高频呼应），带阻尼的传感器能够避免自身发生振铃（谐振），然后保存或增大了可用动态规模。因为压阻型加速度传感器的输出是差分的纯电阻信息，信噪比一般很好；其动态规模仅受限于后接直流放大器的质量。关于高加速度冲击测验，某些压阻型加速度传感器能够丈量到超出10000g的加速度。
因为具有宽的频率呼应才能。压阻型加速度传感器合适做脉冲、磕碰测验，在这些测验中频率和加速度一般都很高。作为具有直流呼应才能的传感器，经过其加速度输出，运用者能够得到无积分差错的速度和位移信息。压阻型加速度传感器一般运用于轿车安全测验，兵器测验，地震测验等。
小结
每种加速度传感器技能都有其优缺点。在作出挑选之前，清晰它们的差异和测验需求是非常重要的。首要也是最重要的是，关于需求丈量静态加速度或低频加速度（《1hz）的运用，或许需求用加速度核算速度和位移的运用，需求挑选具有直流呼应的加速度传感器。直流和沟通呼应的加速度传感器都能够丈量动态信号。当仅需求丈量动态信号时，运用者能够各取所好。有些运用者不喜爱处理直流呼应加速度传感器的零点偏置，而愈加喜爱沟通耦合、单端输出的压电加速度传感器。而另一些运用者不在乎处理零点偏置，习气3线或4线接口，喜爱负载电阻自检测验（shunt），和重力加速度自检测验（2g翻转）功用。他们会挑选直流呼应加速度传感器。
责任编辑；zl
